《动能__动能定理》参考教案2.docVIP

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4.4动能动能定理

一、教学目的：

1．知识目标

(1)理解动能的概念.

(2)知道动能的定义式，会用动能的定义式进行计算.

(3)理解动能定理及其推导过程，知道动能定理的适用范围.

2．能力目标

(1)运用演绎推导方式推导动能定理的表达式.

(2)理论联系实际，培养学生分析问题的能力.

3．德育目标

通过动能定理的演绎推导，培养学生对科学研究的兴趣.

二、重点、难点分析

1．本节重点是对动能公式和动能定理的理解与应用。

2．动能定理中总功的分析与计算在初学时比较困难，应通过例题逐步提高学生解决该问题的能力。

3．通过动能定理进一步加深功与能的关系的理解，让学生对功、能关系有更全面、深刻的认识，这是本节的较高要求，也是难点。

三、教学方法：

分析推理、讲练结合

四、教具：

可改变倾角的斜面，大小不等的小木块三块

五、教学过程：

引入新课：

我们在初中学过，物体由于运动而具有的能量叫动能．现在让我们复习一下初中做过的实验．(演示滑块从斜面上滑下，引导学生观察．)同一滑块从不同的高度滑下，高度越大时滑块把木块推得越远，对木块做的功越多．让质量不同的滑块从同一高度滑下，同学们可以看到，质量大的滑块把木块推得更远，对木块做的功更多。

实验表明，物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大，如何定量地表示动能?做功对物体的运动状态会产生什么效果?本节课我们来进行研究．

进行新课：

(一)动能

定义：在物理学中用这个量表示物体的动能，动能的符号为Ek.

单位：在国际单位制中，动能的单位是：1kg.m2/s2=1N.m=1J.

动能是标量，只有大小，没有方向。

动能是一个状态量，是针对某物体在某时刻而言。因此，动能表达式中的V只能是瞬时速度。

例题1：质量m=3kg的物体以V0=5m/s的初速度竖直上抛，经过一段时间后，速度变为竖直向下的Vt=4m/s,求这段时间内物体动能的变化量。

解析：动能的变化量为ΔEk=-13.5J.

(二)动能定理：

1．推导：

设质量为m的物体，初速度为V1，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移S，速度增加至V2。在这个过程中，力F所做的功W=FS。根据牛顿第二定律有F=ma,由匀加速运动的公式，有由此可得：

W=FS=ma(V2+V1)(V2-V1)/2a=m(V22-V12)/2

Ek2表示物体的末动能，Ek1表示物体的初动能。

W=Ek2-Ek1

三、教具

投影仪与幻灯片若干。

四、主要教学过程

（一）引入新课

初中我们曾对动能这一概念有简单、定性的了解，在学习了功的概念及功和能的关系之后，我们再进一步对动能进行研究，定量、深入地理解这一概念及其与功的关系。

（二）教学过程设计

1．什么是动能？它与哪些因素有关？这主要是初中知识回顾，可请学生举例回答，然后总结作如下板书：

物体由于运动而具有的能叫动能，它与物体的质量和速度有关。

下面通过举例表明：运动物体可对外做功，质量和速度越大，动能越大，物体对外做功的能力也越强。所以说动能是表征运动物体做功的一种能力。

2．动能公式

动能与质量和速度的定量关系如何呢？我们知道，功与能密切相关。因此我们可以通过做功来研究能量。外力对物体做功使物体运动而具有动能。下面我们就通过这个途径研究一个运动物体的动能是多少。

用投影仪打出问题，引导学生回答：

光滑水平面上一物体原来静止，质量为m，此时动能是多少？（因为物体没有运动，所以没有动能）。在恒定外力F作用下，物体发生一段位移s，得到速度v，这个过程中外力做功多少？物体获得了多少动能？

这样我们就得到了动能与质量和速度的定量关系：

物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半。用Ek表示动能，则计算动能的公式为：

由以上推导过程可以看出，动能与功一样，也是标量，不受速度方向的影响。它在国际单位制中的单位也是焦耳（J）。一个物体处于某一确定运动状态，它的动能也就对应于某一确定值，因此动能是状态量。

下面通过一个简单的例子，加深同学对动能概念及公式的理解。

试比较下列每种情况下，甲、乙两物体的动能：（除下列点外，其他情况相同）

①物体甲的速度是乙的两倍；②物体甲向北运动，乙向南运动；

③物体甲做直线运动，乙做曲线运动；④物体甲的质量是乙的一半。

在学生得出正确答案后总结：动能是标量，与速度方向无关；动能与速度的平方成正比，因此速度对动能的影响更大。

3．动能定理

（1）动能定理的推导

将刚才推导动能公式的例子改动一下：假设物体原来就具有速度v1，且水平面存在摩擦力f，在外力F作用下，经过一段位移s，速度达到v2，则此过程中，外力做功与动能间又存在什么关系呢？

外力F做功：W1=Fs

摩擦力f做功：W2=-fs

可见，外力对物体做的总功等于物体在这一运动过程中动能的增量